Network pruning can reduce the computation cost of deep neural network (DNN) models. However, sparse models often produce randomly-distributed weights to maintain accuracy, leading to irregular computations. Consequently, unstructured sparse models cannot achieve meaningful speedup on commodity hardware built for dense matrix computations. Accelerators are usually modified or designed with structured sparsity-optimized architectures for exploiting sparsity. For example, the Ampere architecture introduces a sparse tensor core, which adopts the 2:4 sparsity pattern. We propose a pruning method that builds upon the insight that matrix multiplication generally breaks the large matrix into multiple smaller tiles for parallel execution. We present the tile-wise sparsity pattern, which maintains a structured sparsity pattern at the tile level for efficient execution but allows for irregular pruning at the global scale to maintain high accuracy. In addition, the tile-wise sparsity is implemented at the global memory level, and the 2:4 sparsity executes at the register level inside the sparse tensor core. We can combine these two patterns into a tile-vector-wise (TVW) sparsity pattern to explore more fine-grained sparsity and further accelerate the sparse DNN models. We evaluate the TVW on the GPU, achieving averages of $1.85\times$, $2.75\times$, and $22.18\times$ speedups over the dense model, block sparsity, and unstructured sparsity.


翻译:网络剪枝能够降低深度神经网络模型的计算成本。然而,稀疏模型通常需要保持随机分布的权重以维持精度,从而导致不规则计算。因此,非结构化稀疏模型无法在专为稠密矩阵计算设计的通用硬件上实现显著加速。加速器通常针对结构化稀疏优化架构进行改造或设计,例如安培架构引入采用2:4稀疏模式的稀疏张量核心。我们提出了一种剪枝方法,其核心洞察在于:矩阵乘法通常将大矩阵分解为多个更小的分块进行并行执行。我们提出了分块级稀疏模式,该模式在分块层面维持结构化稀疏模式以实现高效执行,同时在全局层面允许不规则剪枝以保持高精度。此外,分块级稀疏在全局内存级别实现,而2:4稀疏在稀疏张量核心内部的寄存器级别执行。我们将这两种模式结合为分块向量级稀疏模式,以挖掘更细粒度的稀疏性,进一步加速稀疏深度神经网络模型。我们在GPU上评估了分块向量级稀疏模式,相较于稠密模型、块稀疏和非结构化稀疏,分别实现了平均$1.85\times$、$2.75\times$和$22.18\times$的加速比。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2023年9月21日
Arxiv
76+阅读 · 2022年3月26日
Conditional Prompt Learning for Vision-Language Models
Arxiv
13+阅读 · 2022年3月10日
Arxiv
10+阅读 · 2021年11月10日
Arxiv
12+阅读 · 2021年7月26日
Arxiv
14+阅读 · 2021年7月20日
Interpretable CNNs for Object Classification
Arxiv
20+阅读 · 2020年3月12日
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月25日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
最新内容
2026“人工智能+”行业发展蓝皮书(附下载)
专知会员服务
7+阅读 · 今天12:11
《强化学习数学基础》
专知会员服务
4+阅读 · 今天12:07
“Maven计划”的发展演变之“Maven智能系统”应用
《无人机革命:来自俄乌战场的启示》(报告)
专知会员服务
9+阅读 · 今天6:48
《实现联合作战能力所需的技术》58页报告
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:30
以色列运用人工智能优化空袭警报系统
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:20
以色列在多条战线部署AI智能体
专知会员服务
7+阅读 · 今天6:12
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
Arxiv
12+阅读 · 2023年9月21日
Arxiv
76+阅读 · 2022年3月26日
Conditional Prompt Learning for Vision-Language Models
Arxiv
13+阅读 · 2022年3月10日
Arxiv
10+阅读 · 2021年11月10日
Arxiv
12+阅读 · 2021年7月26日
Arxiv
14+阅读 · 2021年7月20日
Interpretable CNNs for Object Classification
Arxiv
20+阅读 · 2020年3月12日
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月25日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员